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建筑碳纖維結構加固方法包括外包型鋼加固法、粘貼鋼板加固法、加大截面加固法、 預應力加固法、粘貼碳纖維復合材料加固法、錨釘粘貼鋼板加固法
1. 外包型鋼加固法:采用外包型鋼,少許增大了構件截面,對結構截面抗彎剛度E1的提高有所幫助,但是真正的效能是型鋼增大了截面外緣承受應力的能力。
2. 粘貼鋼板加固法:粘貼鋼板也是增大了構件截面,對結構截面抗彎剛度E1的提高有所幫助,但主要效能還是增強了構件截面外緣承受應力的能力,對于承受正負彎矩的梁構件,該方法特別有效。
3. 加大截面加固法:該方法是結構加固的基本方法,也是理論應用到實踐的很直觀的方法,采用加大截面加固法能夠直觀、有效的增加截面的慣性矩,來降低截面很外緣的應力,使截面材料能夠承受該應力,達到加固的目的。
4. 預應力加固法:該方法是針對增強構架截面外緣承受應力的能力問題,采用體外預應力使構件截面產(chǎn)生預應壓力,有比粘鋼粘纖維材料更直接、有效的優(yōu)勢。
5. 粘貼碳纖維復合材料加固法:按照抗彎設計狀態(tài)設計建造的構件,它的截面所能承受額彎矩,主要體現(xiàn)在構件截面外緣的拉應力數(shù)值上,為增強構件截面外緣承受應力的能力,用纖維材料替代鋼板實施粘貼,可以達到同等鋼板的效果。
6. 錨釘粘貼鋼板加固法:為了使粘貼鋼板的效能得到更好的的發(fā)揮,對粘貼鋼板加固法進行了改進,就是在鋼板與混凝土之間增加了異形錨釘,它可以使鋼板與混凝土結合更加緊密,使鋼板受到拉力,加固完畢后,鋼板的彈性收縮使混凝土受到預壓受力,使構件外緣的應力承受能力有更大的提高。
碳纖維材料對于建筑工程的加固維修主要就是對其的抗彎加固,即碳纖維材料與鋼筋混凝土共同承擔荷載,從而提高建筑物的承載能力。其次就是對于建筑工程的抗剪加固,即用碳纖維材料約束混凝土,從而減少混凝土在剪力作用下出現(xiàn)裂縫以達到提高抗剪強度的作用。另外還有就是對于建筑物的抗壓加固,即利用碳纖維材料本身的特性來約束建筑物混凝土的徑向變形,從而提高混凝土的抗壓強度。將碳纖維材料與建筑材料結合,可以有效地提高建筑材料的抗彎、抗剪和承載能力,碳纖維和建筑材料可形成整體受力結構,碳纖維的存在有效分散了載荷
碳纖維的加固原理
提高建筑材料延性。碳纖維材料在使用過程中往往是粘貼在構件之上,此時碳纖維對于構件形成約束作用,在受到外力作用時,碳纖維和混凝土材料可以協(xié)同對抗外界作用力,提高了建筑材料的耐壓能力,有效地延緩構件達到破壞所用的時間,改善建筑整體的抗震能力。
碳纖維加固鋼能混凝上結構或構件的不足
碳纖維的抗拉彈性模量租對其強度過低, 其與防共同工作時,當鋼筋完全發(fā)揮強度時CFRP才發(fā)揮出不到20%的強度,從而在結構的適用荷載內(nèi)無法充分利用碳纖維的強度
2、混凝土與碳纖維之間的環(huán)氧樹脂粘結層容易發(fā)生粘結破壞,粘貼CFRP片材的碳纖維加固有其限度, 過星粘貼會導致界面無法傳遞足夠的剪應力而使得CFRP的強度無法得到充分利用,并且在構件承受較大荷載時容易出現(xiàn)粘結破壞。
3、現(xiàn)在的加固手段是將CFRP非常緊密地粘貼到試件的表面,當試件的表面有一定的曲率時,CFRP在受拉的同時還將受到一個由曲率引起的剝離應力。